ALAT MONITORING SUHU MELALUI APLIKASI ANDROID MENGGUNAKAN SENSOR LM35 DAN MODUL SIM800L BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 SKRIPSI

Transkripsi

1 ALAT MONITORING SUHU MELALUI APLIKASI ANDROID MENGGUNAKAN SENSOR LM35 DAN MODUL SIM800L BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 SKRIPSI BIDANG MINAT INSTRUMENTASI, ELEKTRONIKA DAN KOMPUTASI I Kadek Agus Sara Sawita JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2017 i

2 FAKTA INTEGRITAS Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Bukit Jimbaran, Juli 2017 Pembuat Fakta Integritas I Kadek Agus Sara Sawita NIM ii

3 ALAT MONITORING SUHU MELALUI APLIKASI ANDROID MENGGUNAKAN SENSOR LM35 DAN MODUL SIM800L BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 [SKRIPSI] Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains bidang Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana I Kadek Agus Sara Sawita Pembimbing I Pembimbing II I Wayan Supardi, S.Si, M.Si NIP I Gusti Agung Putra Adnyana, S.Si, M.Si NIP iii

4 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Judul : Alat Monitoring Suhu Melalui Aplikasi Android Menggunakan Sensor LM35 dan Modul SIM800L Berbasis Mikrokontroler ATMega16 Bidang Minat : Instrumentasi, Elektronika dan Komputasi Nama : I Kadek Agus Sara Sawita NIM : Telah Disetujui Oleh : Pembimbing I Pembimbing II I Wayan Supardi, S.Si, M.Si NIP I Gusti Agung Putra Adnyana, S.Si, M.Si NIP Mengetahui, Plt. Ketua Jurusan Fisika FMIPA UNUD Ir. S. Poniman, M.Si NIP iv

5 LEMBAR PERSETUJUAN ALAT MONITORING SUHU MELALUI APLIKASI ANDROID MENGGUNAKAN SENSOR LM35 DAN MODUL SIM800L BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 Disusun oleh : Nama : I Kadek Agus Sara Sawita Bidang Minat : Instrumentasi, Elektronika dan Komputasi NIM : Telah diujikan pada hari Jumat, tanggal 7 Juli 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima. Susunan Tim Penguji : Ketua : I Wayan Supardi, S.Si, M.Si ( ) Sekretaris : I Gusti Agung Putra Adnyana, S.Si, M.Si ( ) Anggota : Ida Bagus Made Suryatika, S.Si, M.Si ( ) Ni Komang Tri Suandayani, S.Si, M.Si ( ) I Gusti Agung Widagda, S.Si, M.Kom ( ) Mengetahui Plt. Ketua Jurusan Fisika FMIPA UNUD Ir. S. Poniman, M.Si NIP v

6 ALAT MONITORING SUHU MELALUI APLIKASI ANDROID MENGGUNAKAN SENSOR LM35 DAN MODUL SIM800L BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 [SKRIPSI] Karya tulis ini tidak dipublikasikan tetapi tersedia di perpustakaan di lingkungan Universitas Udayana; diperkenankan dipakai sebagai referensi kepustakaan tetapi pengutipan harus menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah. Karya tulis ini merupakan hak milik intelektual Universitas Udayana vi

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Alat Monitoring Suhu Melalui Aplikasi Android Menggunakan Sensor LM35 dan Modul SIM800L Berbasis Mikrokontroler ATMega16. Penulis mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dan mendukung dalam penyusunan skripsi ini. Ucapan terimakasih tersebut penulis sampaikan kepada : 1. Bapak I Wayan Supardi, S.Si, M.Si, selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan tema pokok, bimbingan, dukungan dan pengetahuan tentang konsep yang banyak demi terselesaikannya skripsi ini. 2. Bapak I Gusti Agung Putra Adnyana, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan koreksi yang sangat bermanfaat demi terselesaikannya skripsi ini. 3. Bapak Ir. S. Poniman, M.Si selaku Plt. Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah mengesahkan skripsi ini. 4. Bapak I Gusti Agung Widagda, S.Si, M.Kom, selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan mengenai perkuliahan. 5. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah memberikan masukan dan pengetahuan. 6. Keluarga penulis khususnya Bapak, Ibu, dan Kakak penulis yang telah memberikan semangat, dukungan dan motivasi. 7. Teman-teman mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana khususnya angkatan 2012 yang telah bersedia membantu dan memberi masukan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa pemaparan materi dalam skripsi ini kurang sempurna dan masih terdapat keterbatasan dalam penyampaiannya. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar penulis menjadi lebih baik lagi dalam membuat karya ilmiah selanjutnya. Bukit Jimbaran, Juli 2017 Penulis vii

8 ABSTRAK Telah dapat dibuat alat monitoring suhu melalui aplikasi android menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATmega16. Suhu diukur menggunakan sensor LM35 dan dikonversi menjadi tegangan sehingga bisa dikirim ke ADC pada mikrokontroler. Mikrokontroler ATMega16 yang digunakan sebagai pemroses utama dari alat monitoring ini melakukan kalkulasi pada program sehingga data analog berupa tegangan yang masuk dikonversi menjadi data digital yaitu suhu terukur. Suhu terukur dikirim dan disimpan di database pada komputer server menggunakan modul SIM800L sehingga bisa ditampilkan pada website. Halaman website diakses dengan program android yang telah diinstal pada smartphone sehingga data suhu terukur dapat dimonitor menggunakan smartphone. Hasil suhu terukur juga dapat ditampilkan pada pada LCD 2x16 karakter di alat rancangan. Kesesuaian alat monitoring dengan alat pembanding yang diperoleh dari hasil analisa regresi linier data pengujian alat yaitu sebesar 99,97 %. Kata kunci : sensor LM35, SIM800L, mikrokontroler ATMega16, android. ABSTRACT A temperature monitoring instrument can be designed through android application use LM35 sensor and SIM800L module based on ATMega16 microcontroller. Temperature is measured using LM35 sensor and converted to voltage so it can be sent to ADC on microcontroller. ATMega16 microcontroller is used as the main processor of this monitoring instrument to calculate the program so that analog data in the form of input voltage is converted into digital data that is measured temperature. The measured temperature is sent and save in the database on the server computer using the SIM800L module so it can be displayed on the website. The website page is accessed with android program has been installed on the smartphone so that measurable temperature data can be monitored using a smartphone. The measured temperature results can also be displayed on a 2x16-character LCD in the design instrument. Compatibility of monitoring instrument with reference instrument obtained from result of linear regression analysis instrument testing data that is equal to 99,97 %. Keywords : LM35 sensor, SIM800L, ATMega16 microcontroller, android. viii

9 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i FAKTA INTEGRITAS... ii LEMBAR PERSYARATAN GELAR... iii LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR... iv LEMBAR PERSETUJUAN... v PEDOMAN PENGGUNAAN... vi KATA PENGANTAR... vii ABSTRAK... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Sensor Suhu LM Modul SIM800L Mikrokontroler AVR ATMega Analog Digital Converter (ADC) Liquid Crystal Display (LCD) Perintah AT (AT Command) MySQL Android ix

10 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Diagram Blok Penelitian Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Rangkaian sensor LM Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega Rangkaian modul SIM800L Rangkaian keseluruhan alat Diagram Alir (Flow Chart) Program BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembahasan Hardware Desain database Software Kalibrasi Pengujian Alat Rancangan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Fungsi khusus port B... 9 Tabel 2.2 Fungsi khusus port C... 9 Tabel 2.3 Fungsi khusus port D Tabel 2.4 Fungsi pin LCD Tabel 2.5 Fungsi AT Command xi

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Diagram sensor suhu LM Gambar 2.2 Sensor suhu LM Gambar 2.3 Modul SIM800L... 5 Gambar 2.4 Kerangka modul SIM800L... 6 Gambar 2.5 Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega Gambar 2.6 Diagram blok ADC ATMega Gambar 2.7 Bentuk modul LCD Gambar 2.8 Konfigurasi pin LCD Gambar 3.1 Diagram blok alat monitoring suhu melalui aplikasi android Gambar 3.2 Rangkaian sensor LM Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega Gambar 3.4 Rangkaian modul SIM800L Gambar 3.5 Rangkaian keseluruhan alat Gambar 3.6 Diagram alir (flow chart) program Gambar 4.1 Alat monitoring suhu menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16 dan tampilan pada smartphone Gambar 4.2 Rangkaian keseluruhan alat Gambar 4.3 Desain database Gambar 4.4 Grafik suhu termometer standar vs tegangan output sensor Gambar 4.5 Grafik suhu termometer standar vs alat rancangan xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data Kalibrasi Sensor LM35 Lampiran 2 Data Hasil Uji Coba Alat Lampiran 3 Perhitungan Data Hasil Uji Coba Alat Lampiran 4 Data Waktu Respon Termometer Standar Dan Alat Rancangan Lampiran 5 Kode Program (Source Code) Lampiran 6 Lembar Data (Datasheet) Komponen Elektronika Lampiran 7 Surat-Surat xiii

14 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan telekomunikasi yang begitu pesat seiring dengan perkembangan teknologi informasi memungkinkan akses data lebih praktis dan lebih cepat. Alat telekomunikasi yang paling populer saat ini adalah perangkat mobile. Meningkatnya pengguna mobile saat ini menunjukkan bahwa teknologi khususnya mobile telah mengalami perkembangan yang sangat pesat. Salah satu teknologi mobile yang sangat digemari saat ini adalah smartphone. Smartphone adalah telepon genggam yang dapat mengakses internet serta menyediakan fungsi Personal Digital Assistant (PDA) seperti fungsi kalender, buku agenda, kalkulator dan catatan. Smartphone memiliki fungsi yang hampir sama dengan komputer, sehingga bukan tidak mungkin kedepannya komputer akan tersingkirkan oleh smartphone, terutama dalam hal pengaksesan data dari internet. Sama halnya dengan komputer, smartphone memiliki sistem operasi yang berbeda-beda, salah satunya adalah android (Arfiansyah, 2012). Pemakaian smartphone berbasis android semakin meningkat dikalangan masyarakat dengan fitur-fitur yang ditawarkan semakin banyak. Android banyak digunakan karena android bersifat open source sehingga banyak developer yang tertarik mengembangkan Operation System (OS) android. OS android bersifat fleksibel karena bisa dipakai dibanyak platform hardware dan mudah dalam pemakaiannya (Nuryuliani, 2012). Salah satu pemanfaatan teknologi android ini digunakan untuk memonitoring suhu. Sistem monitoring konvensional terdapat kelemahan, yaitu ketidakakuratan data dan ketidakpraktisan dalam monitoring. Monitoring suhu akan lebih praktis jika dilakukan dengan aplikasi android, sehingga dalam monitoring dapat dilakukan secara jarak jauh. Ketidakakuratan pencatatan suhu yang saat ini dilakukan secara manual membuat pekerjaan menjadi tidak efisien, jika pencatatan suhu dilakukan secara berkala dan terus-menerus. Misalnya, pencatatan suhu dari sebuah pabrik, gunung, kota, ruang pembakaran dan lain-lain. Pencatatan suhu akan lebih efisien jika menggunakan komputer sebagai media pencatatan dan penyimpanan data suhu yang terukur. 1

15 2 Berdasarkan pemaparan di atas, maka peneliti berinisiatif untuk membuat alat monitoring suhu yang dapat dipantau melaui aplikasi android dan hasil suhu yang terukur dapat disimpan melalui database pada komputer. Pembuatan alat monitoring suhu ini menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16. Dengan adanya alat monitoring suhu ini diharapkan dapat membantu kehidupan manusia seperti pencatatan suhu sebuah pabrik, gunung, kota atau bahkan ruang pembakaran dengan mudah dan tanpa harus datang ke lokasi tersebut. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka terdapat beberapa permasalahan yang ada yaitu : 1. Bagaimana merancang alat monitoring suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16? 2. Bagaimana cara kerja alat monitoring suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16? 3. Bagaimana menampilkan dan mencatat data hasil pengukuran suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16 di komputer? 4. Bagaimana mengirim informasi hasil pencatatan suhu oleh komputer ke smartphone? 1.3 Batasan Masalah Untuk menghindari pembahasan yang meluas, maka dalam penelitian ini diberikan batasan masalah yaitu : 1. Pengirim sinyal dari mikrokontroler ke komputer menggunakan modul SIM800L. 2. Komputer yang dipergunakan dalam sistem ini harus di-instal software XAMPP (Apache, PHP dan MySQL). 3. Sistem operasi smartphone minimal menggunakan versi Android (Ice Cream Sandwich). 4. Suhu yang diukur hanya dari 0 o C sampai dengan 99 o C.

16 3 1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu : 1. Dapat menghasilkan alat monitoring suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega Dapat mengetahui cara kerja alat monitoring suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega Dapat mengetahui cara menyimpan data suhu di komputer serta menampilkan hasil pengukuran suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16 di smartphone menggunakan aplikasi android. 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai sarana pembelajaran yang diharapkan mampu menambah pengetahuan pembaca khususnya mahasiswa fisika tentang cara kerja alat monitoring suhu dengan menggunakan sensor LM35 dan modul SIM800L berbasis mikrokontroler ATMega16 dengan tampilan hasil ukur melalui smartphone dengan aplikasi android. 2. Alat monitoring suhu melalui aplikasi android dapat diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari seperti monitoring suhu ruang dan dalam dunia industri yang memerlukan monitoring suhu melalui jarak jauh.